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非金属矿物材料在橡胶领域中的应用
时间:2020-06-18 17:23:13  来源:  作者:

 目前,橡胶产品已辐射到日常生活、医学、建筑、交通、机械制造等诸多领域,而合成橡胶的主要原料除了各种助剂以及补强剂之外,必须添加一些非金属矿物填料,以改善橡胶的性能。


比如,重质碳酸钙能够提升橡胶的塑性,滑石粉能够提高橡胶的坚固性,高岭土能够提高橡胶的硬度等。因此,非金属矿物填料根据类型与用量的不同,对橡胶功能的影响和改善效果也有所不同。

1、白炭黑

白炭黑具有良好的补强作用,能够提升天然橡胶的强度,弥补天然橡胶的一些先天性功能缺陷。由于白炭黑矿物的状态具有不规则性,当作为填料与橡胶融为一体后,橡胶基体内部的大分子双键极易发生断裂,产生负电荷,进而加速了橡胶大分子的聚合与交联速度。

2、碳酸钙

碳酸钙是橡胶工业中主要的低成本填充材料,主要特点是填充性特别强,易于混合分散,用有机物对进行活化处理,可以得到粒子微细、带有凝聚结构的活性碳酸钙,能赋予从微半补强到补强的性能。

3、高岭土

高岭土能够提升橡胶本身的弹性、阻隔性、伸长率以及抗屈挠性。当高岭石借助于加工工艺改性后,高岭石表面含有大量的有机偶联剂分子,这些分子与橡胶基体能够有机的结合到一起,不会发生任何排斥反应。当这些偶联剂分子在橡胶中处于游离状态时,能够遍布橡胶基体的各个角落,填充效果较好。

4、滑石粉

滑石粉通常分为一般工业用滑石粉以及超细滑石粉,前者作为橡胶填料,不会起到补强作用,对改善橡胶物理性能的作用微乎其微,因此,一般工业用滑石粉常常被用作隔离剂。而对于超细滑石粉来说,补强效果好,如果将其作为橡胶填料,橡胶本身所具备的拉伸强度等于白炭黑产生的效果。

5、膨润土

有机膨润土经纳米改性后变成纳米级有机膨润土,其在橡胶材料中应用普遍,可以改善橡胶的气密性、定伸应力、拉伸强度、耐热耐磨性、防腐性、撕裂强度以及耐化学药品等很多性能。

6、石墨

以石墨作为橡胶填料,与蒙脱石的处理方法类似,即将石墨应用特殊工艺进行分解,转换成为纳米尺寸的颗粒,当纳米颗粒与橡胶基体结合后,橡胶的各项功能指标也得到改善。比如导电性、导热性、气密性以及机械性能,都得到大幅提升。

7、白云石

白云石作为橡胶基体填料,所发挥的作用与轻质碳酸钙无异,经过大量实验验证,如果用白云石替代50%的轻质碳酸钙,橡胶的伸长率、撕裂率、硬度值都会相应提高,而对白云石进行改性处理时,若采用硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂,经过改性后的白云石,物理力学性能稳定。由此可见,在运输带、轮胎、胶管等橡胶制品行业,以白云石作为橡胶填料,应用效果较为理想。

8、伊利石

伊利石具有较好的分散性,而且内部的锰、铜等有害元素含量较低,改性后,可以作为橡胶的充填剂。添加伊利石的橡胶不易老化,定伸应力介于二者之间,而橡胶的硬度与拉断伸长率均没有较大起伏。

 

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